Собранные Докучаевым образцы почв, дополненные образцами из других, нечерноземных губерний, были показаны на Всероссийской промышленно-художественной выставке в Москве в 1882 году и на Всемирной выставке в Париже в 1889 году. На обеих выставках образцы были отмечены золотыми медалями. Докучаев так подробно описал чернозем (его строение, распространение, плодородие, образование), что даже спустя сто лет после его работы мало что можно прибавить к его описанию.
Чернозем — это почва, которая образуется в степной и лесостепной зонах в основном под травяной растительностью. Но, как показали исследования в Молдавии, в Курской области и других районах, эта почва может находиться под лесами.
В черноземе можно выделить несколько слоев: верхний, перегнойный, мощностью от 30 до 200 см, содержащий от четырех до двадцати процентов перегноя. Ниже переходный слой серо-бурого цвета, частично прокрашенный гумусом. Еще ниже — слой, сохранивший черты материнской геологической породы, из которой и на которой образовалась почва.
Следует сказать, что интерес к чернозему в России, да и не только в России, возник в XVIII веке. Например, курс сельскохозяйственного домоводства в Московском университете был в 1770 году открыт лекцией М. И. Афонина «О пользе чернозема». Первое же научное обоснование происхождения чернозема было дано М. В. Ломоносовым. Он писал, что чернозем происходит от «согнития растительных остатков» (что, правда, скорее относится к гумусовому горизонту всех почв). Но до исследований Докучаева вопрос о происхождении чернозема оставался спорным.
Чернозем издавна был главной «хлебной» почвой России. Еще до революции ста-двухсотпудовые урожаи (двадцать — тридцать центнеров) пшеницы с одного гектара без внесения удобрений с затратами только на вспашку делали чернозем действительно «царем почв» (такое определение дал чернозему Докучаев). На богатых гумусом черноземах земледельцы тогда вели хозяйство по-особому, и даже помещики сдавали земли арендаторам с условием, что те не будут вносить в почву навоз — так плодородны были черноземы.
В те же годы, когда начиналось интенсивное освоение черноземов, было основано Вольное экономическое общество, сделавшее очень много для изучения и развития производительных сил России. Это общество финансировало исследования Докучаева и образовало специальную, так называемую Черноземную, комиссию для изучения плодородия черноземов и разработки научных основ их использования.
Черноземы послужили науке в качестве экспериментальной модели: именно при их изучении были сформулированы основные законы почвоведения. Не обошлось без накладок. Одна из них — уже упоминавшаяся гумусовая теория питания растений, предложенная немецким ученым Тэером. Если чернозем — самая плодородная и к тому же самая богатая гумусом почва, то ясно, что гумус «ответственен» за урожай, и плодородие почвы в первую очередь определяется гумусом. И хотя доказано, что можно получать необходимый урожай растений при отсутствии органического вещества, что минеральные удобрения обеспечивают самый высокий урожай, роль гумуса до сих пор остается загадочной. Если подойти строго, то минеральные удобрения не «опровергают» плодородия гумуса. Можно привести такой пример из физиологии растений. Известно, что на свету растения фотосинтезируют углеводы, в темноте фотосинтез не идет. Но если в темноте растение «кормить» углеводами (хотя бы вводя их в ткани инъекциями), то можно получить нормальное по массе и урожаю семян растение. Но отсюда еще не следует, что фотосинтез не нужен растению. Так может быть и в почве: вносятся минеральные соли — растения их используют, но это не значит, что гумус не нужен почве.